Transcript Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby 6

Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
1
Pilotní projekt s automatickým
odlehčováním spotřeby realitou
(RESPO)
(Představený projekt byl realizován za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu
prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci programu „Trvalá prosperita“
pod číslem 2A-1TP1/065 Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům
dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel )
Ing. Ivan Beneš, CityPlan spol. s r.o.
„Smart technologie – vize, očekávání, realita
Konference ČEZ Měření
Špindlerův Mlýn, 18.4.2012
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
2
Svět je na křižovatce. Buď se globální
Proč RESPO? společenství spojí v boji proti chudobě,
vyčerpávání zdrojů a změně klimatu,
anebo bude svědkem generace válek
o zdroje, politické nestability a rozpadu
životního prostředí v trosky
Jeffrey D. Sachs, vyučuje ekonomii a vede Institut
Země na Columbijské univerzitě v New Yorku.
Působí rovněž jako zvláštní poradce generálního
tajemníka OSN pro Rozvojové cíle tisíciletí.
Růst kvůli růstu je ideologie
rakovinové buňky
(Edward Abbey)
Problém je „Business as usual“
(Mark T. Brown, University of Florida)
Čeká nás nejistá dekáda
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Shodují se na tom vědci, ekonomové, pojišťovny, vojáci i politici
3
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Více než polovina světové populace (i ČR)
žije ve městech a městských oblastech
4
• Města jsou životně důležitou částí společnosti
• Města jsou „ekonomickým motorem“ státu (asi 80%
HDP pochází z měst)
• Města jsou centry oblasti technologií a inovací
• Města jsou živé důkazy o našem kulturní dědictví
• Město by mělo být místem, kde lidé mohou
uspokojovat své potřeby
• Pokud nezajistíme uspokojení alespoň základních
fyziologických potřeb a potřebu bezpečí, život
komunity se rozloží a město ovládnou do 5 dnů
rabující gangy
Priority jsou dány odolností lidského
organismu
5
Kritická doba:
dýchání
minuty
teplo
hodiny
voda
dny
potrava
týdny
zdraví
měsíce
Infrastruktura:
IZS
Vyžaduje
kontinuitu
duševní pohoda
zábava
roky
Eelektřina
Informace
Palivo,doprava
Basic needs to survive
Potřeba:
Přerušení je
přijatelné
Lesser needs
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
IZS – Integrovaný záchranný systém
Naše Achilova pata
Změna
klimatu
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Koincidence
poruch
6
Přemnožené
lidstvo
Selhání globálního vládnutí
Zločinnost,
deprivace
Konečnost
zdrojů
Konflikty o
zdroje
Migrace
Extrémní
jevy

příčiny
dopady

Teroristické
akce
Energie, voda,
potraviny
Guerillové
akce
Narušení dodávek způsobí
sociální nepokoje, které
neviditelná ruka trhu neřeší
Fyziologické potřeby: dýchání, teplo,
voda, potraviny, přístřeší, spánek, ...
Potřeba bezpečí, jistoty, stálosti,
pořádku, pravidel a mezí, …
Potřeba sounáležitosti
V dnešním světě
můžeme skoro všechno,
ale bez elektřiny
nemůžeme skoro nic
Potřeba uznání
Seberealizace
Vojenské
akce
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Legitimní otázka a odpověď
7
• Otázka: Proč bychom měli snižovat zranitelnost měst
a riziko katastrof a měnit blackout v greyout?
• Odpověď: A proč ne, jestliže žijeme de-facto 5 dnů
od vyhlášení výjimečného stavu?
• Být či nebýt (připraven)?
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Přístup k zajištění kontinuity bezpečnosti
občanů je stejný v případě podniku i státu
8
• Incidentem může být technologická havárie, živelná
pohroma, úmyslný čin
• Zvýšení odolnosti kritické infrastruktury znamená
zvýšení odolnosti státu proti civilizačnímu kolapsu
obnova
Úroveň
provozu
kontinuita služeb
pohotovostní odezva
připravenost/ prevence
100 %
INCIDENT
Zmírnění dopadu
incidentu
RESPO
Zkrácení doby poruchy zařízení
Zkrácení chaotické funkce státu
Smart Meter a RESPO mohou změnit rolling blackout na rolling grayout
čas
Imunitní systém v ES
dispečink PS
~
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Stanovení priorit podklad pro přípravu
dispečerského řízení
krizový
plán
přenosová soustava
9
stanovení
prioritních
dodávek
řízení spotřeby pomocí
„Smart Grids
disponibilní výkon
zdroje
dispečink DS
~
distribuční soustava – smart grid
~
objektový zdroj
ostrovní provoz,
přídělový systém
místní teplárna
soustava CZT
Výzkumný projekt 2A-1TP1/065:
Veřejné ostrovní systémy
Výzkumný projekt 2A-2TP1/003:
Starty ze tmy
Tyto investice by měly mít
garantovanou návratnost jako OZE
Prioritu by měla mít ochrana obyvatelstva
smart meter
zbytná
spotřeba
nouzový
příděl
Zbytná spotřeba = regulační výkon
241/2000 Sb. Hospodářská
opatření pro krizové stavy.
Zajištění nezbytných dodávek
Nouzový příděl  schopnost přežití
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Společenské hledisko – pohled na území a
jeho objekty
10
Výstup hodnocení společenského hlediska:
Rozdělení OBT KI zájmového území do tří kategorií
― I. Klíčové (existenční, nosné)
― II. Důležité (podpůrné)
― III. Ostatní (doplňující, akceptovatelné)
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Analyzátor – Seznamy OBT KI, určení priorit
Vyjádření společného obrazu situace
11
Omezení nedůležité spotřeby:
velké
střední
malé
bez omezení
12
vyrozumění
Typové denní
diagramy zatížení
KI jednotlivě a 
Objekty
kritické
infrastruktury
Technický
dispečink
DS
(2° DSM KI)
Ostatní
odběratelé
elektřiny
Společný
obraz
situace
vyrozumění
Orgány
krizového
řízení
stanovení priorit
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Zajištění interoperability v RESPO
Zdroj (Tp)
ostrovního
provozu
Preventivní analýzy a příprava provozu DS
Informace o aktivaci KOP a stavu KI (automaticky)
Omezení spotřeby nedůležitých objektů (automaticky)
Případně i omezení spotřeby objektů KI podle priorit
(automaticky)
Blokové schéma realizace KOP v uzlu DS
110/22 kV
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
110 kV
13
KOP v uzlu sítě 110/22 kV na straně 22 kV
U,f
Synchrotact
Fázovací automatika
U, f, df/dt, I, dI/dt,
du/dt
dělicí místo KOP
Rozpadová automatika
frekvenční ochrana
napěťová ochrana
nadproudá směrová ochr.
U,f
P, Q, I, U
Centrální řídící jednotka
KOP
+
Bilanční automatika
22 kV
P, Q, I
6 kV Odběr krizového ostrovního provozu
Řídící systém gen.
+
Regulátor OP
G
VS – vlastní spotřeba
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Blokové schéma realizace KOP v ČOV ČB
14
e
Simulac
2kV
ětí 2
p
a
n
y
t
á
ztr
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
15
Hlavní zdroj pitné vody
Záložní generátor
Úpravna vody
Pilotní projekt
ČOV ČB
České Budějovice
Zvýšení
odolnosti
Nouzové zásobování vodou nezávislé na el. síti a naftě
nafta
Zvýšení
odolnosti
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Prostorové uspořádání řídícího systému
KOP ČOV ČB
16
Rozpadová automatika
CPU s bilanční automatikou
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Obrazovka řídícího systému – normální
provoz
17
Bilanční rozdíl v případě přechodu na KOP
Tato spotřeba bude v případě KOP snížena
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Obrazovka řídícího systému – přechod do
krizového ostrovního provozu
18
Snížení spotřeby nastalo podle
předem stanovených priorit
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Simulace krizového DSM odpojením zbytné
spotřeby (využitelné po vybavení odběrných míst)
19
Smart meter
Světlo svítí
konvice nehřeje
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Časový záznam ze zkoušek: v případě
blackoutu se ostrov vytvoří během 0,2 s
20
Blackout
začátek
Blackout
konec
Působení automatik
ostrovního provozu
Působení automatik
ostrovního provozu
Konec ostrovního
provozu
0,2 s
Start ostrovního
provozu
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Časový záznam ostrovního provozu
mikrosítě ČOV ČB
21
Vz
ne
e
rg
to
r
rů
áto
S
o
m
a
ob
r
vý
áto
m
or
sf
on
k
vý
nik
n
tra
rů
zD
KO
P
ení
ukonč
KOP
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Průběh frekvence mikrosítě ČOV ČB v
ostrovním režimu
ik
n
z
24
2
:
ku
ni
z
sv
P
O
ča
iz
r
k
22
v
K
s
m
é
v
o
ho
re
ě
ít
s
o
u
m
i
ž
nc
e
kv
u
re
f
ní
e
l
ts á
r
ik
em
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Záznam fázování mikrosítě ČOV ČB k
distribuční síti E.ON
s
á
af
dob
eK
c
n
ve
k
fre
í
n
l
abi
t
s
e
n
23
28
:
í
n
á
zov
OP
S
Hz
D
0
k
5
vat áno f=
o
z
řifá ifázov
p
l
e
př
pov
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Srovnání přípravy KOP ve veřejné
distribuční síti a v mikrosíti objektu KI
24
Druh sítě
Zdroj
Automatika na zdroji
Automatika v síti
Stanovení priorit
Omezení spotřeby bez
inteligentních elektroměrů
Omezení spotřeby
inteligentními elektroměry
Veřejná distribuční
soustava
Teplárna / kogenerační
zdroj
Řídící systém generátoru
Regulátor KOP
Rozpadová automatika
Centrální řídící jednotka
KOP
Bilanční automatika
Krizový plán území (priority
určí veřejná správa)
Vypínání nejméně
důležitých odběrů
Snížení proudové hodnoty
jističe nejméně důležitých
odběrů a signál pro „home
automation”
Mikrosíť objektu kritické
infrastruktury
Objektový (kogenerační)
zdroj elektřiny
Řídící systém generátoru
Regulátor KOP
Rozpadová automatika
Centrální řídící jednotka
KOP
Bilanční automatika
Havarijní plán (priority určí
technolog)
Vypínání nejméně
důležitých odběrů
Snížení proudové hodnoty
jističe nejméně důležitých
odběrů a signál pro „home
automation”
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Přínosy – komu to bude užitečné?
Výsledek analýzy užitků
25
• Pilotní projekt Strakonice obsahuje vyčíslení přímých
ztrát pro případ 3 týdenního blackoutu v přenosové
soustavě, jemuž lze veřejnými ostrovními systémy
zabránit:
Přímé ztráty (3 týdenní blackout)
Tp Strakonice - výpadek tržeb za teplo a elektřinu
E-ON Distribuce - výpadek tržeb za distribuci elektřiny
Občané - zkáza potravin a ztráta příjmů
Podniky - přímé ztráty z přerušení výroby a služeb
Státní správa a samospráva - evakuace 20% obyvatel
Celkem
mil.Kč
28
29
256
1300
61
1674
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Při blackoutu jsou nejohroženější občané a
ekonomika (konkurenceschopnost) státu
26
Státní správa a
samospráva evakuace 20%
obyvatel
3%
Podniky
78%
Tp Strakonice
2%
Občané
15%
E-ON
Distribuce
2%
Z toho vyplývá, že energetické firmy nejsou téměř postiženy, proto samy o sobě nemají důvod
nouzové zásobování zajišťovat. O zajištění ochrany obyvatelstva se tedy musí postarat stát.
Podniky by měly podle své zranitelnosti zvážit nouzové zásobování v managementu kontinuity.
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Kč/MWh
Výsledek ekonomické analýzy – dopad na
spotřebitele elektřiny
Porovnání ceny na start ze tmy a ostrovní provoz s některými jinými službami
(2011)
700
600
500
400
300
Smart Meters
200
původní výše
100
27
pozdanění FV
0
Cena za
Příspěvek na OZE, Cena za činnost Příspěvek na start Příspěvek na
systémové služby kogeneraci a
zúčtování
ze tmy
ostrovní provoz
druhotné zdroje operátora trhu s 2A-2TP1/003
2A-1TP1/065
elektřinou
370-578 Kč/MWh
10-45 Kč/MWh
10 Kč/MWh
Pramen: RESPO / CityPlan
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Schéma toku finančních prostředků
Požadovaná návratnost investice IRR > 10%
28
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Význam krizových ostrovních systémů
29
V případě přerušení dodávky
vody je provozovatel povinen
zajistit náhradní zásobování
pitnou vodou (274/2001 Sb.)
současný stav
Postavení RESPO ve vývoji civilního
výzkumu European security
RESPO
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
2006-2011
30
ESRIF
(2007-2009)
ESRAB
(2005-2006)
GoP
FP7 Security Theme
Various
national
programmes
(2003-2004)
(2007 -2013)
1400 M€
PASR (2004-2006)
45 M€
2004
2005
SRC’
06
Vienn
a
2006
SRC’
07
Berlin
SRC’
08
Paris
SRC’08
Stockh
olm
SRC’09
Brussels
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
time
New Commission Communication
announced
“European Security
Research:
The Next Steps” (Sept
2004)
GoP report
“Research for a secure
Europe”
(March 2004)
“Fostering Public-Private Dialogue
in Security Research and
Innovation”
(Sept 2007)
ESRAB report “Meeting the
challenge:
the European Security Research
Agenda”
(Oct 2006)
Projekt RESPO povzbuzuje k rozsáhlejším
demonstračním projektům v DS
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
RESPO
2006-2011
31
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Patří k průkopnickým aplikacím ve střední a
východní Evropě v oblasti automatizace DS
32
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
Závěr
33
• Zkouška v jihočeské čistírně ukázala, že řešení,
kterému před lety mnoho lidí nevěřilo, existuje, je
zcela funkční a umožní zajistit vyšší energetickou
bezpečnost našich měst
• Projekt svými výsledky podporuje aktualizaci státní
energetické koncepce, kde se s ostrovními systémy
pro zvýšení ochrany obyvatelstva uvažuje
• Řešitelský tým je připraven spolupracovat při
budování ostrovních systémů ve veřejných sítích i v
objektech dodavatelů nezbytných produktů a služeb
Pilotní projekt s automatickým odlehčováním spotřeby
CityPlan spol. s r.o.
člen skupiny ÅF AB
34
Kontakt:
Adresa:
tel.:
mobil:
fax:
e-mail:
www:
Ing. Ivan Beneš
Jindřišská 17, 110 00 Praha 1
420 - 277 005 520
420 - 603 261 470
420 - 224 922 072
[email protected]
http://www.cityplan.cz